神经元和神经胶质细胞-神经元-课件.ppt

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1、NeurobiologyNeurobiologyNeuroscienceResearchInstituteOneoftheCajalsOneoftheCajalsmanydrawingsofmanydrawingsofBraincircuityBraincircuityTheletterslabelthedifferentelementsCajalidentifiedinanareaofthehumancerebralcortexthatcontrolsvoluntarymovement.Neurons:Excitablecells“wiring”“SignalSenders”Neurogli

2、a:Support,Nurturing,InsulationCellularComponentsCellularComponentsNerveCellsNerveCellsNeuronsNeuroglia(1)(1)胞体胞体胞体胞体 somasoma 是神经元营养和代谢的中心，主要位于是神经元营养和代谢的中心，主要位于是神经元营养和代谢的中心，主要位于是神经元营养和代谢的中心，主要位于脑皮质，脊髓的灰质以及神经节内。脑皮质，脊髓的灰质以及神经节内。脑皮质，脊髓的灰质以及神经节内。脑皮质，脊髓的灰质以及神经节内。细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜 cell membranecell membrane可兴奋

3、膜，感受刺激，传导神经冲动。可兴奋膜，感受刺激，传导神经冲动。可兴奋膜，感受刺激，传导神经冲动。可兴奋膜，感受刺激，传导神经冲动。细胞核细胞核细胞核细胞核 cell nucleuscell nucleus核大而圆，位于细胞中央，着色浅，核仁核大而圆，位于细胞中央，着色浅，核仁核大而圆，位于细胞中央，着色浅，核仁核大而圆，位于细胞中央，着色浅，核仁明显。明显。明显。明显。细胞质细胞质细胞质细胞质 cytoplasmcytoplasm除了有一般的细胞器外，还有尼氏体、神经除了有一般的细胞器外，还有尼氏体、神经除了有一般的细胞器外，还有尼氏体、神经除了有一般的细胞器外，还有尼氏体、神经原纤维原纤维原

4、纤维原纤维 尼氏体尼氏体尼氏体尼氏体 Nissl bodyNissl body LM:LM:颗粒或斑块状颗粒或斑块状颗粒或斑块状颗粒或斑块状EMEM：有：有：有：有RERRER、RR功能功能功能功能：合成蛋白质，如结构蛋白、酶、合成蛋白质，如结构蛋白、酶、合成蛋白质，如结构蛋白、酶、合成蛋白质，如结构蛋白、酶、神经调质等。神经调质等。神经调质等。神经调质等。1.1.细胞膜细胞膜2.2.细胞核细胞核3.3.核核 仁仁4.4.尼氏体尼氏体5.5.轴轴 丘丘1963年，电镜技术中采用戊二醛常温固定后才首次在细胞中观察到微管结构，使人们真正认识到细胞内骨架成分的存在，并命名为细胞骨架（cytoskel

5、eton）。早期发现的细胞骨架主要是存在于细胞质内的微管、微丝和中间丝.细胞骨架是由三类蛋白质纤维组成的网状结构系统，包括微管（microtubule）、微丝（microfilament）和中间丝（intermediatefilament）。每一类纤维由不同的蛋白质亚基形成，三类骨架成分既分散地分布于细胞中，又相互联系形成一个完整的骨架体系。细胞骨架体系是一种细胞骨架体系是一种高度动态结构，可随着生理条件的改变不高度动态结构，可随着生理条件的改变不断进行组装和去组装，并受各种结合蛋白断进行组装和去组装，并受各种结合蛋白的调节以及细胞内外各种因素的调控。的调节以及细胞内外各种因素的调控。（一）微

6、管的形态结构和存在形式微管是由微管蛋白（tubulin）装配成细长的、具有一定刚性的圆管状结构。微管为一中空结构，在各种细胞中微管的形态和结构基本相同，但长度不等，有的可达数微米。微管的管壁由13根原纤维（protofilament）排列构成，每一根原纤维由微管蛋白亚基和微管蛋白亚基相间排列而成。有些微管特异性药物在微管结构与功能研究中起有些微管特异性药物在微管结构与功能研究中起重要作用，这些药物主要有：紫衫酚、秋水仙素、重要作用，这些药物主要有：紫衫酚、秋水仙素、长春花碱等。长春花碱等。紫衫酚能和微管紧密结合防止微管蛋白亚基的解紫衫酚能和微管紧密结合防止微管蛋白亚基的解聚，聚，加速微管蛋白的

7、聚合加速微管蛋白的聚合加速微管蛋白的聚合加速微管蛋白的聚合作用。秋水仙素和已酰作用。秋水仙素和已酰甲基秋水仙碱能结合和稳定游离的微管蛋白，使甲基秋水仙碱能结合和稳定游离的微管蛋白，使它无法聚合成微管，它无法聚合成微管，引起微管的解聚作用引起微管的解聚作用引起微管的解聚作用引起微管的解聚作用。长春。长春花碱和长春花新碱能结合微管蛋白异二聚体亚单花碱和长春花新碱能结合微管蛋白异二聚体亚单位，抑制它们的聚合作用。位，抑制它们的聚合作用。nocodazolenocodazole能结合微能结合微管蛋白，阻断微管蛋白的聚合反应。管蛋白，阻断微管蛋白的聚合反应。（二）微管的化学组成微管主要由微管蛋白构成，微

8、管蛋白主要成分为-微管蛋白和-微管蛋白，约占微管总蛋白质含量的8095。-微管蛋白与-微管蛋白在化学性质上极为相似,具有同一个基因祖先，并在进化过程中极为保守。每一微管蛋白异二聚体上含有GTP的二个结合位点，微管蛋白与GTP结合而被激活，引起分子构象变化，从而聚合成微管；还含有一个长春花碱的结合位点和二价阳离子Mg2+的结合位点。另外，-微管蛋白肽链中的第201位的半胱氨酸为秋水仙素分子的结合部位。-微管蛋白也存在于所有的真核细胞中。尽管它微管蛋白也存在于所有的真核细胞中。尽管它不是构成微管的主要成分，只占微管蛋白总含量不是构成微管的主要成分，只占微管蛋白总含量的的不足不足1 1，但却是微管执

9、行功能所必不可少的。但却是微管执行功能所必不可少的。-微管蛋白定位于微管组织中心，对微管的形成、微管蛋白定位于微管组织中心，对微管的形成、微管的数量和位置、微管极性的确定及细胞分裂微管的数量和位置、微管极性的确定及细胞分裂起重要作用。起重要作用。编码编码-微管蛋白的基因如发生突变，微管蛋白的基因如发生突变，可引起细胞质微管在数量、长度上的减少和由微可引起细胞质微管在数量、长度上的减少和由微管组成的有丝分裂器的缺失，而且可以强烈地抑管组成的有丝分裂器的缺失，而且可以强烈地抑制核分裂从而影响细胞分裂。制核分裂从而影响细胞分裂。（三）微管结合蛋白在细胞内，微管除含有微管蛋白外，还含有一些同微管相结合

10、的辅助蛋白，这些蛋白质总是与微管共存，参与微管的装配，称为微管结合蛋白（microtubule-associatedprotein，MAP），它们不是构成微管壁的基本构件，而是在微管蛋白装配成微管之后，结合在微管表面的辅助蛋白。微管结合蛋白有两个区域组成：微管结合蛋白有两个区域组成：一个是碱性的微管结合区域，该结构域可与微管一个是碱性的微管结合区域，该结构域可与微管结合，可明显加速微管的成核作用；结合，可明显加速微管的成核作用；另一个是酸性的突出区域，以横桥的方式与其他另一个是酸性的突出区域，以横桥的方式与其他骨架纤维相连接，突出区域的长度决定微管在成骨架纤维相连接，突出区域的长度决定微管在成

11、束时的间距大小。束时的间距大小。实验证明，实验证明，MAP2MAP2在细胞中过表达会产生很长的突在细胞中过表达会产生很长的突出区域，使微管在成束时保持较宽的间隔；出区域，使微管在成束时保持较宽的间隔；TauTau蛋蛋白的过表达会产生极短的突出区域，使微管在成白的过表达会产生极短的突出区域，使微管在成束时紧密。束时紧密。微管结合蛋白在细胞中起稳定微管结构、促进微管聚合和调节微管装配的作用。微管结合蛋白的磷酸化在控制微管蛋白的活性和细胞中的定位中起基本作用。另外，微管结合蛋白在细胞中的分布区域不尽相同，它们执行的特殊功能也不一样，这在神经细胞中尤为突出。1、Tau蛋白TauTau蛋白有蛋白有5 5

12、种不同的类型，由同一基因编码，是种不同的类型，由同一基因编码，是一类低分子量（一类低分子量（55KDa55KDa62KDa62KDa）的辅助蛋白，）的辅助蛋白，也称装饰因子，存在于神经细胞轴突中。也称装饰因子，存在于神经细胞轴突中。TauTau蛋白蛋白呈呈“”形，它的形，它的N-N-末端和末端和C-C-末端能形成末端能形成18nm18nm的的短臂，结合在相邻的微管上以稳定微管。其功能短臂，结合在相邻的微管上以稳定微管。其功能是增加微管装配的起始点和促进起始装配速度，是增加微管装配的起始点和促进起始装配速度，进而促进二聚体聚合成多聚体。另外进而促进二聚体聚合成多聚体。另外TauTau蛋白也有蛋白

13、也有控制微管延长的作用。控制微管延长的作用。TauTau蛋白可被钙调素激酶蛋白可被钙调素激酶、蛋白激酶蛋白激酶A A及及P42MAPP42MAP激酶磷酸化，激酶磷酸化，TauTau蛋白被蛋蛋白被蛋白激酶磷酸化后，可以减弱它与微管蛋白的结合白激酶磷酸化后，可以减弱它与微管蛋白的结合从而使微管聚合减弱。从而使微管聚合减弱。2、MAP1是一类高分子量（200KDa300KDa）的蛋白质，常见于神经轴突和树突中。MAP1常在微管间形成横桥，它可以控制微管的延长，但不能使微管成束。MAP1有三种不同的亚型：MAP1A、MAP1B和MAP1C。MAP1C是一种胞质动力蛋白（dynein），具有ATP酶活性

14、，与轴突中逆向的物质运输有关。3、MAP2MAP2能在微管间以及微管与中间丝之间形成横桥。与MAP1不同，MAP2能使微管成束。MAP2分子呈“L”形，以其短臂结合到微管表面，短臂为微管促进装配区域；长臂则以垂直方向从微管表面伸出。当微管结合有MAP2时，在电镜下可显示出其表面的短纤丝。4、MAP4广泛存在于各种细胞（包括神经原细胞和非神经原细胞）中，分子量为200KDa左右，在进化上具有保守性，具有高度的热稳定性。5 5、正端追踪蛋白正端追踪蛋白称为正端追踪蛋白（称为正端追踪蛋白（plus-end-plus-end-trackingproteintrackingprotein）或）或“+TI

15、Ps”+TIPs”的微管结合蛋白，定位于的微管结合蛋白，定位于微管的正端，它在微管形成的控制、微管与细胞膜或动粒微管的正端，它在微管形成的控制、微管与细胞膜或动粒的连接及微管的踏车运动（的连接及微管的踏车运动（treadmillingtreadmilling）中起作用）中起作用6 6、stathminstathmin 是一种小分子的蛋白质，一分子是一种小分子的蛋白质，一分子stathminstathmin结合两个微管蛋白异二聚体以阻止异二聚体添加到微管的结合两个微管蛋白异二聚体以阻止异二聚体添加到微管的末端。细胞中高活性水平的末端。细胞中高活性水平的stathminstathmin，会降低微管

16、延长的，会降低微管延长的速率。速率。stathminstathmin的磷酸化会抑制的磷酸化会抑制stathminstathmin结合到微管蛋白结合到微管蛋白上，导致上，导致stathminstathmin磷酸化的信号能加速微管的延长和动力磷酸化的信号能加速微管的延长和动力学上的不稳定。学上的不稳定。7 7、XMAP215XMAP215 是一种普遍存在的蛋白质，能优先结合在是一种普遍存在的蛋白质，能优先结合在微管旁边，稳定微管的游离末端，抑制微管从生长到缩短微管旁边，稳定微管的游离末端，抑制微管从生长到缩短的转变。在有丝分裂过程中的转变。在有丝分裂过程中XMAP215XMAP215的磷酸化可抑制

17、这种的磷酸化可抑制这种活性。活性。3、维持细胞内细胞器的定位和分布4、为细胞内物质运输提供轨道。微丝微丝是由肌动蛋白（actin）组成的细丝，普遍存在于真核细胞中。肌动蛋白是真核细胞中含量最丰富的蛋白质，在肌肉细胞中，肌动蛋白占细胞总蛋白的10，在非肌肉细胞中也占了15。微丝在细胞的形态维持以及细胞运动中起着重要的作用。微丝对于细胞的多种运动尤其是与细胞表面有关的运动十分重要。若没有微丝，动物细胞就不能沿着某一表面爬行，不能通过吞噬作用摄入大的颗粒，细胞也不能分裂。象微管一样，微丝是不稳定的，但它在细胞中也能形成稳定的结构，象肌肉中的收缩单位。微丝与许多种肌动蛋白结合蛋白相结合，使它能够在细胞

18、内行使各种功能。微丝的主要成分是肌动蛋白，它是微丝结构和功能的基础。肌动蛋白单体外观呈哑铃形，称为G-肌动蛋白（球形-肌动蛋白）。每个G-肌动蛋白由2个亚基组成，它具有阳离子（Mg2+和K+或Na+）、ATP（或ADP）和肌球蛋白结合位点。微丝是由G-肌动蛋白单体形成的多聚体，肌动蛋白单体具有极性，装配时首尾相接，故微丝也有极性。同样的微丝在细胞内功能不一致，有的使细胞运动，有的支撑细胞，还有的行使更为复杂的功能，这在很大程度上和细胞质存在许多种类的微丝结合蛋白（microfilament-associatedprotein）有关。它们和肌动蛋白相结合，控制着肌动蛋白的构型和行为。微丝结合蛋白

19、中有些只在特定细胞中存在，有的是细胞所共有的，其名称根据它们对微丝结构和组装影响而定。（五）微丝的功能（五）微丝的功能在微丝结合蛋白的协助下，微丝在真核细胞中形成了广泛存在的骨架结构。与细胞许多重要的功能活动有关。1支撑作用形成应力纤维支持微绒毛2、参与细胞运动变形运动细胞分裂肌肉收缩3 3、参与胞内信息传递、参与胞内信息传递细胞表面的受体在受到外界信号细胞表面的受体在受到外界信号作用时，可触发细胞膜下肌动蛋白的结构变化，从而启动作用时，可触发细胞膜下肌动蛋白的结构变化，从而启动细胞内激酶变化的信号转导过程。微丝主要参与细胞内激酶变化的信号转导过程。微丝主要参与RhoRho蛋白蛋白家族有关的信

20、号传导，家族有关的信号传导，RhoRho蛋白家族（蛋白家族（RhoproteinRhoproteinfamilyfamily）是与单体的）是与单体的GTPGTP酶有很近亲缘关系的蛋白质，它酶有很近亲缘关系的蛋白质，它的成员有：的成员有：Cdc42Cdc42、RacRac和和RhoRho。RhoRho蛋白通过蛋白通过GTPGTP结合状结合状态和态和GDPGDP结合状态循环的分子转变来控制细胞传导信号的结合状态循环的分子转变来控制细胞传导信号的作用。活化的作用。活化的Cdc42Cdc42触发肌动蛋白聚合作用和成束作用，触发肌动蛋白聚合作用和成束作用，形成线状伪足或微棘。活化的形成线状伪足或微棘。活

21、化的RacRac启动肌动蛋白在细胞外启动肌动蛋白在细胞外周的聚合形成片足和褶皱。活化的周的聚合形成片足和褶皱。活化的RhoRho既可启动肌动蛋白既可启动肌动蛋白纤维通过肌球蛋白纤维通过肌球蛋白纤维成束形成应力纤维，又可通过蛋纤维成束形成应力纤维，又可通过蛋白质的结合形成点状接触。白质的结合形成点状接触。三、中间丝中间丝是细胞骨架的一种主要种类，广泛存在于真核细胞中间丝是细胞骨架的一种主要种类，广泛存在于真核细胞中，有很强的抗拉强度，因而它们的主要功能是使细胞在中，有很强的抗拉强度，因而它们的主要功能是使细胞在被牵伸时能经受住机械力的作用。被牵伸时能经受住机械力的作用。中间丝在三类细胞骨架纤维中

22、最为坚韧和耐久的，当细胞中间丝在三类细胞骨架纤维中最为坚韧和耐久的，当细胞用高盐和非离子去垢剂处理时，只有中间丝可以保留，其用高盐和非离子去垢剂处理时，只有中间丝可以保留，其余大部分的骨架纤维都被破坏了。在大多数情况下，它们余大部分的骨架纤维都被破坏了。在大多数情况下，它们很典型地形成满布在细胞质中的网络，包围着细胞核，还很典型地形成满布在细胞质中的网络，包围着细胞核，还延伸到细胞膜的周边，在那里它们往往锚着在细胞膜上的延伸到细胞膜的周边，在那里它们往往锚着在细胞膜上的细胞连接上。细胞连接上。中间丝与核纤层、核骨架等共同构成贯穿于细胞核内外的中间丝与核纤层、核骨架等共同构成贯穿于细胞核内外的网

23、架体系，在细胞构建、分化等多种生命活动过程中起重网架体系，在细胞构建、分化等多种生命活动过程中起重要作用要作用（一）中间丝的形态结构（一）中间丝的形态结构（一）中间丝的形态结构（一）中间丝的形态结构中间丝就象是很多股长线绞起来以增加强度的绳中间丝就象是很多股长线绞起来以增加强度的绳子，着根绳子的每一股长长纤维蛋白是中间丝的子，着根绳子的每一股长长纤维蛋白是中间丝的亚基。的电镜下，中间丝的直径约为亚基。的电镜下，中间丝的直径约为10nm10nm，由不，由不同的蛋白质组成，同的蛋白质组成，其功能主要与维持细胞外形和其功能主要与维持细胞外形和各种细胞器的位置有关。各种细胞器的位置有关。与微管和微丝不

24、同，中与微管和微丝不同，中间丝蛋白合成后基本上均装配成中间丝，游离的间丝蛋白合成后基本上均装配成中间丝，游离的单体很少。单体很少。中间丝结构极稳定中间丝结构极稳定，不受细胞松弛素，不受细胞松弛素和秋水仙素的影响，因而在化学性质上与微丝和和秋水仙素的影响，因而在化学性质上与微丝和微管不同。许多动物细胞的微管不同。许多动物细胞的中间丝形成一个中间丝形成一个“筐筐”，围住细胞核，并向细胞周围伸展，围住细胞核，并向细胞周围伸展。（二）中间丝的化学组成（二）中间丝的化学组成中间丝是由中间丝蛋白家族组成。不同的中间丝蛋白在不同类型的细胞中表达，根据其组织来源和免疫原性以及蛋白质的氨基酸序列，可将中间丝分为

25、6大类，包括角蛋白纤维、神经元纤维、波形蛋白样纤维、核纤层蛋白、巢蛋白和未归类的中间丝蛋白。神经元纤维（neurofilament）包括神经元纤维蛋白（neurofilamentprotein，NF）和-内连蛋白（-internexin），高浓度存在于脊椎动物神经元轴突中。-内连蛋白分子量为56KDa。神经元纤维蛋白由3种分子量分别为68KDa、150KDa和200KDa的神经元纤维蛋白（NF-L、NF-M、NF-H）在体内共同装配，由NF-L和NF-M或NF-H形成异多聚体。波形蛋白样纤维波形蛋白样纤维包括四种蛋白质：间质细胞（在成纤维细胞、血管内皮细胞、白细胞等）来源的波形蛋白、肌肉细胞（

26、骨骼肌、心肌和平滑肌）来源的结蛋白、胶质细胞（星形细胞和一些Schwann细胞）来源的胶质纤维酸性蛋白和一些神经细胞来源的外周蛋白.巢蛋白（nestin）在神经上皮细胞（neuroepithelialcell）和辐射状胶质细胞（radialglialcell）中表达。巢蛋白能影响神经脊细胞.（三）中间丝结合蛋白（三）中间丝结合蛋白尽管有些中间丝可通过自我装配成束，如神经元纤维蛋白NF-M和NF-H有C-端区域伸出纤维表面结合相邻的中间丝，但其他类型的中间丝结合成束需要附属蛋白帮助，这些附属蛋白质本身不是中间丝的组成蛋白，但在结构和功能上与中间丝有密切联系，称为中间丝结合蛋白。目前已经报道了约目

27、前已经报道了约1515种中间丝结合蛋白。种中间丝结合蛋白。1 1、丝聚蛋白、丝聚蛋白丝聚蛋白（丝聚蛋白（filaggrinfilaggrin）在不同的细胞）在不同的细胞中使角蛋白纤维聚集成束，提供表皮的最外层以特别的韧中使角蛋白纤维聚集成束，提供表皮的最外层以特别的韧性，可作为区分不同的上皮细胞的特异性标志。性，可作为区分不同的上皮细胞的特异性标志。2 2、网蛋白、网蛋白网蛋白（网蛋白（plectinplectin）能使波形蛋白成束。）能使波形蛋白成束。不仅能使不仅能使 中间丝成束，而且能使中间丝与微管连接，使中间丝成束，而且能使中间丝与微管连接，使肌动蛋白纤维成束，帮助肌球蛋白肌动蛋白纤维成

28、束，帮助肌球蛋白与微丝的结合，以及与微丝的结合，以及介导中间丝与质膜的连接。缺乏有功能的网蛋白基因的小介导中间丝与质膜的连接。缺乏有功能的网蛋白基因的小鼠会出现皮肤水疱和骨骼肌心肌的异常而在出生几天后死鼠会出现皮肤水疱和骨骼肌心肌的异常而在出生几天后死亡。亡。3 3、中间丝结合蛋白、中间丝结合蛋白300300中间丝结合蛋白中间丝结合蛋白300300（IFAPIFAP300300）主要作用是将中间丝锚定于桥粒上。）主要作用是将中间丝锚定于桥粒上。4 4、BPAG1BPAG1定位在内侧桥板，参与角蛋白与桥粒的定位在内侧桥板，参与角蛋白与桥粒的连接。连接。（五）中间丝的功能（五）中间丝的功能中间丝在

29、胞质中形成精细发达的纤维网络，外与细胞膜及细胞外基质相连，中间与微管、微丝和细胞器相连，内与细胞核内的核纤层相连，因此，中间丝也具有多种功能，而且中间丝发挥功能具有时空特异性。1、细胞的细胞内支架作用在细胞内形成一个完整的网状骨架系统提供细胞机械强度参与相邻细胞间、细胞与基膜间的连接结构的形成2、参与细胞内信息传递及物质运输参与胞内信息传递与mRNA转运有关3、中间丝与细胞分化微丝和微管在各种细胞中都是相同的，而中间丝蛋白的表达具有组织特异性，表明中间丝与细胞分化可能具有密切的关系.胚胎发育胚胎发育胚胎细胞能根据其发育的方向调节中间丝蛋胚胎细胞能根据其发育的方向调节中间丝蛋白基因的表达。小鼠胚

30、胎发育过程中，最初胚胎细胞中表白基因的表达。小鼠胚胎发育过程中，最初胚胎细胞中表达角蛋白，胚胎发育到第达角蛋白，胚胎发育到第8 89 9天，将要发育为间叶组织的天，将要发育为间叶组织的细胞中，角蛋白表达下降并停止，同时出现波形纤维蛋白细胞中，角蛋白表达下降并停止，同时出现波形纤维蛋白的表达。在神经胚形成过程中，神经板皮层细胞开始表达的表达。在神经胚形成过程中，神经板皮层细胞开始表达巢蛋白；神经细胞的迁移基本完成后，巢蛋白表达量下降，巢蛋白；神经细胞的迁移基本完成后，巢蛋白表达量下降，波形蛋白开始表达；随着分化的进一步完成，巢蛋白停止波形蛋白开始表达；随着分化的进一步完成，巢蛋白停止表达，表达，

31、-内连蛋白开始表达，接着波形蛋白表达量下降；内连蛋白开始表达，接着波形蛋白表达量下降；出生前出生前5 5天左右，神经细胞前体刚完成终末分裂，天左右，神经细胞前体刚完成终末分裂，NF-LNF-L和和NF-MNF-M出现；随着出现；随着NF-LNF-L和和NF-MNF-M的出现，波形蛋白停止表达，的出现，波形蛋白停止表达，-内连蛋白表达量下降并维持低水平的表达。内连蛋白表达量下降并维持低水平的表达。NF-HNF-H一般在一般在出生后才开始表达，在脑的不同区域表达时间不同。出生后才开始表达，在脑的不同区域表达时间不同。上皮分化上皮分化在上皮组织的分化过程中，角蛋白表达的变在上皮组织的分化过程中，角蛋

32、白表达的变化为研究中间丝与细胞分化的关系提供了一个重要例证。化为研究中间丝与细胞分化的关系提供了一个重要例证。在上皮细胞中，酸性角蛋白（在上皮细胞中，酸性角蛋白（型）和中性型）和中性/碱性角蛋白碱性角蛋白（型）成对表达，并具有特异性。在表皮的分化中，细型）成对表达，并具有特异性。在表皮的分化中，细胞的分化发生在表皮最深部的生发层，这些细胞一边分化，胞的分化发生在表皮最深部的生发层，这些细胞一边分化，一边向表皮的表层运动，直至最后从表皮脱落。生发层细一边向表皮的表层运动，直至最后从表皮脱落。生发层细胞有大量的中间丝纤维束，它们的构成成分是前角蛋白胞有大量的中间丝纤维束，它们的构成成分是前角蛋白（

33、prekeratinprekeratin）。随着细胞分化的进程，可以检出它们逐）。随着细胞分化的进程，可以检出它们逐渐表达出不同的角蛋白。渐表达出不同的角蛋白。决定不同类型细胞的分布决定不同类型细胞的分布中间丝的不同类型严格地分中间丝的不同类型严格地分布于不同类型的细胞中，可根据中间丝的种类区分上皮细布于不同类型的细胞中，可根据中间丝的种类区分上皮细胞、肌肉细胞、间质细胞、胶质细胞和神经细胞，具有与胞、肌肉细胞、间质细胞、胶质细胞和神经细胞，具有与其来源组织相关的特异抗原性，因此其来源组织相关的特异抗原性，因此可作为细胞类型区分可作为细胞类型区分的特征性标志之一的特征性标志之一。细胞质骨架与疾

34、病细胞质骨架与疾病细胞骨架对细胞的形态改变和维持、细胞内物质运输、细胞的分裂与分化等具有重要作用，是生命活动不可缺少的细胞结构，它们的异常可引起很多疾病，包括肿瘤、一些神经系统疾病和遗传性疾病等。在恶性转化的细胞中，细胞常表现为细胞骨架结构的破在恶性转化的细胞中，细胞常表现为细胞骨架结构的破坏和微管解聚。肿瘤细胞的浸润转移过程中某些细胞骨架坏和微管解聚。肿瘤细胞的浸润转移过程中某些细胞骨架成分的改变可增加癌细胞的运动能力。微管微丝可作为肿成分的改变可增加癌细胞的运动能力。微管微丝可作为肿瘤化疗药物的靶位，长春花碱、秋水仙素和细胞松弛素等瘤化疗药物的靶位，长春花碱、秋水仙素和细胞松弛素等及其衍生

35、物作为有效的化疗药物可抑制细胞增殖，诱导细及其衍生物作为有效的化疗药物可抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡。另外，中间丝的不同类型严格地分布于不同类型胞凋亡。另外，中间丝的不同类型严格地分布于不同类型的细胞中，可根据中间丝的种类区分上皮细胞、肌肉细胞、的细胞中，可根据中间丝的种类区分上皮细胞、肌肉细胞、间质细胞、胶质细胞和神经细胞，具有与其来源组织相关间质细胞、胶质细胞和神经细胞，具有与其来源组织相关的特异抗原性，在转化细胞内又无变化，因此可作为细胞的特异抗原性，在转化细胞内又无变化，因此可作为细胞类型区分的特征性标志之一。绝大多数肿瘤细胞通常继续类型区分的特征性标志之一。绝大多数肿瘤细胞通常继续表达

36、其来源细胞的特征性中间丝类型，即便在转移后，仍表达其来源细胞的特征性中间丝类型，即便在转移后，仍表达其原发肿瘤的中间丝类型。因此可用于正确区分肿瘤表达其原发肿瘤的中间丝类型。因此可用于正确区分肿瘤细胞的类型及其来源，对肿瘤诊断起决定性作用。细胞的类型及其来源，对肿瘤诊断起决定性作用。许多神经性疾病与骨架蛋白的异常表达有关，早老性痴许多神经性疾病与骨架蛋白的异常表达有关，早老性痴呆（患者的神经元中可见到大量损伤的神经元纤维，神经呆（患者的神经元中可见到大量损伤的神经元纤维，神经元中微管蛋白的数量并无异常，但微管聚集缺陷，并存在元中微管蛋白的数量并无异常，但微管聚集缺陷，并存在tautau蛋白的积

37、累。蛋白的积累。神经元纤维的异常表达与异常修饰导致某些神经系统疾病，神经元纤维的异常表达与异常修饰导致某些神经系统疾病，如肌萎缩性侧脊髓索硬化症如肌萎缩性侧脊髓索硬化症,幼稚型脊柱肌肉萎缩症幼稚型脊柱肌肉萎缩症,神经神经元纤维在运动神经元胞体和轴突近端的堆积是许多神经元元纤维在运动神经元胞体和轴突近端的堆积是许多神经元退化型疾病的早期症状，使骨骼肌失去神经支配而萎缩，退化型疾病的早期症状，使骨骼肌失去神经支配而萎缩，造成瘫痪，接着运动神经元丧失，最终导致死亡。造成瘫痪，接着运动神经元丧失，最终导致死亡。NF-HNF-H的异常磷酸化也会导致疾病发生。在早老性痴呆的神的异常磷酸化也会导致疾病发生。

38、在早老性痴呆的神经元纤维缠结和帕金森氏综和征的经元纤维缠结和帕金森氏综和征的LewybodiesLewybodies中都有高中都有高度磷酸化的度磷酸化的NF-HNF-H存在。存在。一些遗传性疾病的患者常有细胞骨架的异常或细一些遗传性疾病的患者常有细胞骨架的异常或细胞骨架蛋白基因的突变。如角蛋白胞骨架蛋白基因的突变。如角蛋白1414（CK14CK14）基）基因突变导致人类遗传性皮肤病单纯性大泡性表皮因突变导致人类遗传性皮肤病单纯性大泡性表皮松懈症（松懈症（epidermolysisbullosasimplexepidermolysisbullosasimplex，EBSEBS）。）。Wiskot

39、t-AldrichWiskott-Aldrich综合征（综合征（Wiskott-AldrichWiskott-Aldrichsyndromesyndrome，WASWAS）是）是X X连锁隐性遗传的免疫缺陷连锁隐性遗传的免疫缺陷疾病，临床表现有血小板减少、湿疹、反复感染，疾病，临床表现有血小板减少、湿疹、反复感染，并发不同程度的细胞免疫和体液免疫缺乏。研究并发不同程度的细胞免疫和体液免疫缺乏。研究表明，表明，WASWAS患者的患者的T T淋巴细胞的微丝异常，微绒毛淋巴细胞的微丝异常，微绒毛数量减少，血小板和淋巴细胞变小。数量减少，血小板和淋巴细胞变小。(2)(2)突起突起突起突起分树突与轴突分

40、树突与轴突分树突与轴突分树突与轴突 树突树突树突树突 dendritedendrite一个或多个，粗短且有分支，结构类似细胞质。一个或多个，粗短且有分支，结构类似细胞质。一个或多个，粗短且有分支，结构类似细胞质。一个或多个，粗短且有分支，结构类似细胞质。功能：接受刺激，传向胞体。功能：接受刺激，传向胞体。功能：接受刺激，传向胞体。功能：接受刺激，传向胞体。轴突轴突轴突轴突 axonaxon只有一条，细而长，内无尼氏体。只有一条，细而长，内无尼氏体。只有一条，细而长，内无尼氏体。只有一条，细而长，内无尼氏体。轴丘轴丘轴丘轴丘 axon hillockaxon hillock：无尼氏体。：无尼氏体

41、。：无尼氏体。：无尼氏体。功能：传导兴奋冲动，传离胞体。功能：传导兴奋冲动，传离胞体。功能：传导兴奋冲动，传离胞体。功能：传导兴奋冲动，传离胞体。Cellbody(soma;perikaryon)Cellbody(soma;perikaryon)Axon:onlyone(branchesareAxon:onlyone(branchesarecollaterals;terminalsareendfeet)collaterals;terminalsareendfeet)Dendrites:muchshorter;oneormoreDendrites:muchshorter;oneormoretha

42、none;branchextensivelyintothanone;branchextensivelyintodendritictreesdendritictreesStructureofNeuronsStructureofNeuronsAxonHillock(Axonalendfeet)CellBody(Soma):LifeSupportProteinSynthesisSingleNucleus,RER(NisslBodies)Axon:LongestprocesstransmitsmessagesawayfromcellbodyDendrites:Multipleprocessesoffc

43、ellbodyreceivemessagesNeuronsNeuronsStructure&FunctionStructure&FunctionNeuronsaresimilartoothercellsinthebodyinsomewayssuchas:1.Neuronsaresurroundedbya1.Neuronsaresurroundedbyamembrane.membrane.2.Neuronshaveanucleusthat2.Neuronshaveanucleusthatcontainsgenes.containsgenes.3.Neuronscontain:3.Neuronsc

44、ontain:Whatareinsideofaneuron?Whatareinsideofaneuron?NucleusNucleolusMicrofilaments/NeurotubulesEndoplasmicReticulum(ER)MitochondriaGolgiApparatusNisslBodiesOthersDendrites:dendritetreedendritetreeAxon:axonhillock(axonorigination)axonhillock(axonorigination)axonaltransportsystemaxonaltransportsystem

45、initialsegment(firstmyelinsheath)initialsegment(firstmyelinsheath)actionpotentialgenerationactionpotentialgenerationmyelinsheathmyelinsheathAxonandDendritesAxonandDendritesAxonsDendritesTakeinformationawayfromthecellbodyTakeinformationtothecellbodySmoothsurfaceRoughsurface(dendriticspines)Generallyo

46、nly1axonpercellUsuallymanydendritespercellNoribosomeHaveribosomesCanhavemyelinNomyelininsulationBranchfurtherfromthecellbodyBranchnearthecellbodyDifferencesbetweenAxonsandDendritesNeuronClassificationbyShapeNeuronClassificationbyShapeMultipolar:“multi-”manyprocessesMajority:Singleaxon,manydendrites(

47、motorneuronandinterneuron)Bipolar:“bi-”2processesFoundinsomesensoryorgans(retina,taste,smell,innerearneuron)Unipolar(pseudo-unipolar):“uni-”1process(withbranches)Sensoryafferentneurons(dorsalrootganglia)神经元的分类神经元的分类神经元的分类神经元的分类 1.1.按神经元突起的数目分：按神经元突起的数目分：按神经元突起的数目分：按神经元突起的数目分：a.a.多极神经元多极神经元多极神经元多极神经元

48、 multipolar neuronmultipolar neuron b.b.双极神经元双极神经元双极神经元双极神经元 bipolarbipolar neuronneuron c.c.假单极神经元假单极神经元假单极神经元假单极神经元 pseudounipolarpseudounipolar neuronneuron 2.2.按神经元的功能分按神经元的功能分按神经元的功能分按神经元的功能分:a.a.感觉神经元感觉神经元感觉神经元感觉神经元sensorysensory neuron neuron:传入神经元传入神经元传入神经元传入神经元 b.b.运动神经元运动神经元运动神经元运动神经元motor

49、 neuron motor neuron:传出神经元传出神经元传出神经元传出神经元 c.c.中间神经元中间神经元中间神经元中间神经元interinter neuron neuron:联络神经元联络神经元联络神经元联络神经元3.3.按神经元释放的递质不同分：按神经元释放的递质不同分：按神经元释放的递质不同分：按神经元释放的递质不同分：a.a.胆碱能神经元胆碱能神经元胆碱能神经元胆碱能神经元b.b.肾上腺素能神经元肾上腺素能神经元肾上腺素能神经元肾上腺素能神经元d.d.肽能神经元肽能神经元肽能神经元肽能神经元 c.c.胺能神经元胺能神经元胺能神经元胺能神经元e.e.氨基酸能神经元氨基酸能神经元氨基

50、酸能神经元氨基酸能神经元4.4.按轴突的长短分：按轴突的长短分：按轴突的长短分：按轴突的长短分：a.a.高尔基高尔基高尔基高尔基 II型神经元型神经元型神经元型神经元 b.b.高尔基高尔基高尔基高尔基 IIII型神经元型神经元型神经元型神经元ClassificationofClassificationofNeuronsbyNeuronsbyMorphologyMorphologyClassificationofNeuronsClassificationofNeuronsbyAxonLengthbyAxonLength1.GolgitypeINeuronsLongaxons(longestfro